挖掘机工作装置结构件焊接设计的合理性分析及改进
焊接及整机装配调试存在的问题分析及改进措施
焊接及整机装配调试存在的问题分析及改进措施
问题分析：
1.焊接质量问题
焊接接头存在焊缺、焊裂、气孔等缺陷，导致焊接强度不足或出现漏气、渗漏等问题。
2.尺寸偏差问题
焊接件和整机在装配过程中出现尺寸偏差，造成装配不精确或无法装配。
3.装配调试时间长
装配调试过程中，由于问题多、解决方案不明确或执行不到位，导致调试时间长、效率低。
改进措施：
1.加强焊接工艺控制
优化焊接工艺参数，提高焊接质量稳定性；加强焊工培训，确保他们熟练掌握焊接技术；加强焊接检测和质量控制，及时发现和修复焊接缺陷。
2.强化尺寸控制
在产品设计和加工过程中，明确尺寸容差要求，控制材料和零部件尺寸的精确度；加强精度检测和测量工具的使用，及时调整和修正尺寸偏差。
3.完善装配调试流程
明确装配调试流程，规范操作步骤，减少调试环节和工序的重复
和冗余；加强沟通交流和协调配合，提高问题解决效率；建立问题记录和反馈机制，对常见问题提供快速解决方案。
徐工挖掘机焊接工艺技术研究方案(3)
徐工挖掘机结构优化与焊接工艺技术研究方案（讨论稿3）1 问题和要求1.1 关键结构件结构工艺性优化设计由于挖掘机结构件长期处于动载荷状况下工作，且工况极其复杂，因此对产品结构件的抗冲击性、抗疲劳性要求极高，而产品结构的合理性直接影响着挖掘机的整机性能。
徐工挖掘机整机性能的提升需对产品结构进一步优化，需对挖掘机的各种使用工况进行模拟受力分析，特别是对关键结构件的受力进行分析，最终使产品结构设计最为合理。
1.2 关键结构件选材合理化1.2.1 材料的选用材料的选用直接影响着挖掘机结构件的力学性能和制造成本，不同结构件受力状况不同，对材料的要求也不同，需要一个标准来规范不同结构件的材料使用，从而保证挖掘机关键结构件的制造质量和合理的成本。
1.2.2 关键结构件的焊接工艺合理化1.2.2.1 焊接工艺参数的选择挖掘机结构件以中厚板为主，焊接方法采用富氩二氧化碳混合气体保护焊接。
而混合气体的比例，焊接参数的匹配直接影响着焊缝及母材的强度、塑性、韧性及内部组织性能。
同时，焊接速度的选择直接影响着焊接效率的提高。
不同的板厚、不同的焊缝大小、不同的材质，需要制定一个合理的焊接参数标准来指导焊接工人的操作。
1.2.2.2 焊接材料的选择不同的结构件，不同的原材料，对焊接强度的要求不同。
而焊接材料的选择直接影响着焊缝的各项力学性能。
同时，焊材的大小也影响着焊接效率的提高。
因此焊接工艺的编制需要一个标准来规定不同焊缝对不同强度焊材的选用。
1.2.2.3 合理的焊接顺序焊接顺序的选择直接影响着焊接变形及焊接应力的大小，以至于影响着结构件的使用寿命。
针对徐工挖机关键结构件的焊接顺序，以借鉴和经验指导为主。
因此，需要一种比较合理的焊接顺序，来解决焊接变形及焊接残余应力较大的问题。
1.2.2.4 焊缝质量的检测挖掘机关键结构件焊缝等级的规定、结构件不同部位焊缝质量的要求、焊缝表面、焊缝内部质量的检测方法，都需要一个标准来进一步规定约束。
挖掘机工作装置的优化设计与分析
挖掘机工作装置的优化设计与分析随着工程机械的迅猛发展和技术的不断创新，挖掘机作为一种重要的建筑工程设备，在各个行业中应用广泛。
挖掘机的工作装置是其核心组成部分之一，对于挖掘机的性能和效率起着至关重要的作用。
本文将从挖掘机工作装置的结构、功能以及优化设计三个方面进行探讨，并分析其对挖掘机整体性能的影响。
挖掘机工作装置的结构主要包括臂架、斗杆、斗杆缸和斗杆油缸。
臂架是挖掘机工作装置的主支架，负责支撑挖掘机的重要零件。
而斗杆则是挖掘机工作装置中的伸缩部分，负责根据需要调整工作范围和深度。
斗杆缸和斗杆油缸是控制斗杆伸缩和旋转的核心液压元件。
这些部件相互配合，构成了挖掘机工作装置的完整结构。
挖掘机工作装置的功能主要有两个方面：一是挖掘和填埋，二是装载和运输。
在挖掘过程中，挖掘机工作装置通过支撑零件和伸缩部分的组合运动，可以根据需要进行不同范围和深度的挖掘。
在填埋过程中，挖掘机工作装置可以将挖掘出来的土石料重新倒入地下或者其他指定位置。
而在装载和运输过程中，挖掘机工作装置可以将挖掘出来的物料装入到运输车辆中，然后进行运输。
挖掘机工作装置的优化设计是提高挖掘机性能和效率的重要手段。
一方面，优化设计可以通过改变工作装置结构和组件的材料、形状和尺寸等因素，提高工作装置的强度和稳定性，减少振动和噪音。
另一方面，通过优化设计可以改进工作装置的液压系统，提高其对液压油的利用率，减少能量损失，降低工作装置的能耗。
此外，优化设计还可以提高工作装置的操作性和控制性，使操作员更加方便和灵活地控制挖掘机。
此外，挖掘机工作装置的优化设计还需要综合考虑挖掘机的使用环境和工作要求。
例如，在油气管道和电力管线等狭小空间内作业时，挖掘机工作装置需要更加灵活和精确，以便在有限空间内完成复杂的挖掘任务。
而在大型土地开垦和矿山开采等开放空间作业时，挖掘机工作装置则需要更加稳定和耐久，以应对高强度和长时间的工作。
综上所述，挖掘机工作装置是挖掘机的核心组成部分，对挖掘机的性能和效率起着至关重要的作用。
挖掘机工作装置结构件焊接设计的合理性分析及改进
挖掘机工作装置结构件焊接设计的合理性分析及改进发布时间：2022-09-02T01:15:51.167Z 来源：《建筑创作》2022年第2期第1月作者：王田辉[导读] 目前，随着国民经济的不断提高，城市化进程的加快王田辉宁波市鄞州创新建筑机械有限公司摘要：目前，随着国民经济的不断提高，城市化进程的加快，工程机械的利用率越来越高，大、中、小型挖掘机的使用频率也在逐渐增加。
因为这类机械钢板的厚度不强，一般在3-30mm之间。
如果在使用中有不当的行为，很容易造成变形。
在此基础上，笔者进行了以下分析，以焊接变形为研究对象，分析了变形的损伤，分析了变形的结果，并给出了具体的防变形控制措施，为技术人员和用户提供参考建议。
关键字：挖掘机；焊接变形；结构件；危害；控制措施挖掘机的工作装置和部件将直接影响挖掘机的使用寿命和应用质量。
一般来说，挖掘机主要由铲斗、上车架、下车架、斗杆、配重、动臂等组成。
串联开链机构的运动较为灵活，结构简单。
是工程机械中必不可少的关键施工设备，尤其在水利建设、城市改造、建筑工程、园林建设等领域。
在结构件的生产过程中，如果处理不当，可能会造成焊接变形。
因此，笔者建议实施精细化管理手段，充分利用防变形措施。
一、挖掘机工作装置焊接结构构件的组成挖掘机焊接结构件主要由上车架+斗杆+下车架+动臂+配重等装置零部件构成，整体呈开放框架结构。
侧板结构整体板（位于上框内）较薄，厚度一般不超过12 mm，基本保持在5-10mm之间。
焊接过程容易变形，修复难度大，严重时可能导致机械报废。
二、挖掘机工作装置焊接变形分析（一）变形类型挖掘机上车架主要由中心支架、左裙架、右裙架、围板组成。
左裙架和右裙架分别用于安装驾驶室（+散热器）和油箱（工具箱+液压油箱）。
裙架一般为非封闭框架结构，以薄板形式呈现。
零件厚度在1 2mm以内。
裙架试样焊接后，容易引起变形，主要包括扭转变形和收缩变形。
变形一般发生在长围板上。
最薄的板材厚度在5mm左右，长度在2500-5500mm之间。
焊接结构的优化设计与机理分析
焊接结构的优化设计与机理分析随着现代工业的发展，焊接技术被广泛应用于各种结构的制作中。
而随着焊接工艺的不断改进和提升，焊接结构的优化设计也成为了焊接工程师和设计师的重要任务。
本文将结合实际案例和理论分析，探讨焊接结构的优化设计和机理分析。
一、焊接结构的优化设计焊接结构的优化设计不仅仅关乎制作过程的效率和成本，更重要的是对于结构的使用寿命、安全性和可靠性的保证。
因此，我们需要从以下几个方面入手：1.选择合适的焊接方法和材料合适的焊接方法和材料的选择是焊接结构优化设计的第一步。
焊接方法选择应考虑焊接材料的物理化学特性、尺寸形状、力学性能以及工艺要求等因素。
材料选择则需考虑焊接前后的材料性能变化以及与基体的相容性等因素。
同时还需要考虑人员技术水平和设备条件等因素，确保焊接质量和效率。
2.合理的结构设计在焊接结构设计中，需要注意结构强度、稳定性、耐久性等方面。
结构强度要求是指焊接结构在外力作用下能够承受较大的载荷而不断裂或破坏。
结构稳定性要求指焊接结构在受到外力作用下不会发生过度倾斜、翻转或变形等现象。
而结构耐久性要求则与结构的寿命和使用情况相关。
因此，在进行结构设计时需要综合考虑材料的物性、结构的尺寸和形态，以及结构所处的环境等因素。
3.优化的焊接接头设计焊接接头是焊接结构的连接部分，其质量和性能直接影响着整个结构的强度和稳定性。
因此，在焊接接头设计中，需要注意接头的尺寸、形状、焊接方式、焊接量等各种因素，以保证接头的强度和耐久性。
二、焊接结构机理分析理解焊接结构的机理有助于优化焊接设计，提高焊接结构的质量和效率。
以下是焊接结构机理分析的几点要点：1.焊接变形焊接变形是焊接结构不可避免的问题之一。
当焊接接头受热时，会发生热膨胀，从而使得焊接接头发生变形。
因此，在进行焊接接头设计和制作时需要考虑到这一问题，采用减少焊接变形的措施，如采用预加热、后热处理等方法。
2.焊接断裂另一个重要的焊接机理是焊接断裂。
工程机械大型结构件焊接变形的原因及控制方法探讨
工程机械大型结构件焊接变形的原因及控制方法探讨摘要：在当今工程机械领域，焊接施工技术广泛应用于复杂结构的加工。
大型结构的机械加工产量约占世界钢铁产量的45%。
在世界工业发展的过程中，焊接结构起着非常重要的作用。
与其他加工方法相比，将焊接方法应用于大型结构件的加工，不仅能有效地控制材料的消耗，而且在复杂、困难的结构件上显示出较强的技术优势。
目前，结构件的焊接技术虽然取得了很大的进步，但在实际焊接过程中，由于焊接残余应力等原因，结构件经常发生变形，严重影响结构件的加工制造质量。
因此，对大型工程机械结构的焊接工艺和变形因素进行系统分析具有重要的现实意义。
关键词：工程机械；大型结构件；焊接变形；原因；控制方法1工程机械结构件焊接变形种类1.1收缩变形在结构焊接施工中，收缩变形是焊接变形的基本单位。
结构焊接施工后，焊缝的冷却过程基本上是一个由液态转变为固态的过程。
在这一过程中，会产生较大的焊接应力，减少焊缝本身的体积，从而减小焊缝的外形尺寸。
焊接施工过程中，简单结构件经常发生收缩变形，大多数简单结构件焊缝相对较少，焊缝方向基本相同，焊缝冷却时收缩方向基本相同。
在这种情况下，会发生收缩和变形，导致焊缝外形尺寸发生较大变化。
1.2弯曲变形曲屈是很多焊缝热应力和收拢变形最后的结果，多发于焊缝部位样子细微、截面左右规格相距比较大、焊缝遍布不一样、焊缝部位次序不科学的情形下。
比如挖掘机车架箱形梁和平台车架箱形梁(箱形梁是铝型材和板才焊接而成方形截面长细构造)的焊接，关键产生弯曲。
1.3扭曲变形在大型工程机械结构的焊接施工中，扭转变形是最常见的焊接变形形式，对结构的影响最大。
大型结构一般为框架结构，在焊接施工中一旦出现板料尺寸不均、焊缝排列不对称或不规则等问题，很容易造成焊缝内应力方向不一致。
内部应力不平衡问题。
在这一阶段，很难根据试验准确预测焊缝变形的位置和方向，从而导致扭转变形。
2大型结构件产生焊接变形的原因分析结构一旦发生焊接变形，不仅会影响产品的外观，还会影响产品的性能。
挖掘机驱动桥壳焊缝的焊接工艺改进-精品文档资料
挖掘机驱动桥壳焊缝的焊接工艺改进1.焊接工艺分析厂家为提高焊接生产效率，将三部分先要装配完再将三部分焊接上，装配图如图1。
图1驱动桥壳装配图1.1 原有的焊接顺序因为连接板不是完全轴对称零件，其上面的孔需要连接其它零件，一般的焊接件的焊接过程是，先焊接再打孔，这样做得目的是以免焊接需要精确定位或焊接后变形影响孔的位置，但驱动桥壳比较长，三部分装配完长度达到2248mm，先焊接再打孔会带来更加复杂的加工过程，降低生产效率，所以在连接板与桥壳焊接之前，连接板的孔是先打出的。
原有的实际焊接过程是先把连接板固定在桥壳正确的位置上，固定的方法是在连接板中心圆周的四个象限点人工通过焊接方式定位焊接，待连接板固定后，再转到自动焊接装置自动焊接连接板与桥壳的焊缝2，完成焊缝2再自动焊接连接板与桥壳的焊缝1，最后自动焊接桥壳与支撑轴的焊缝3。
1.2 原有的焊接顺序的缺点原有的焊接顺序理论上是可行的，但实际操作过程中，在先固定连接板和桥壳或在焊接焊缝2时，有时会有熔渣掉落到桥壳与支撑轴的焊缝内形成焊缝3的夹渣，夹渣会使焊缝强度大大降低，而主要承受的力的焊缝是桥壳与支撑轴的焊缝3，由于先焊接连接板和桥壳造成了焊接缺陷，驱动桥在使用过程中会批量断裂。
1.3 利用超声检测断裂焊缝的缺陷将未完全断裂的驱动桥壳切割成方便实验的两小块，其每块长宽尺寸大概为150mmX50mm，厚度为40mm，每个小块包括部分焊缝，部分支撑轴，部分连接板，将其表面用不同型号砂纸打磨，直至表面光滑，没有明显切痕，利用CTS-22型超声波探伤仪，可检测出在靠近焊缝底部存在夹渣缺陷，夹渣的是由于熔渣不能及时从熔池中上浮，从而留在焊缝3内部的非金属夹杂物，这种夹渣的来源一部分是由于在焊接焊缝3操作不当，比如在焊接焊缝3的时候焊接电流突然变小，这种原因极少出现，或者坡口尺寸设计的过小，但并非所有的焊缝3都会断裂，这种夹渣的另一个来源就是在定位连接板和焊接焊缝2时落在焊缝3中的熔渣。
谈工程机械焊接结构的工艺改进
谈工程机械焊接结构的工艺改进[摘要]作为四大工艺技术之一的焊接工艺为人类社会的发展起着越来越重要的作用，尤其对以钢材为绝对主材的工程机械行业来说，更是不可或缺的力量。
目前，工程机械正朝着大型化、专业化、智能化发展，焊接结构件实物及外观品质日益成为工程机械最为重要的工艺技术水平的标志。
与此同时，逐步成熟的客户也常将挑剔的眼光放在这些方面，如何提高焊接结构件的焊接质量和效率成为焊接工艺的主要话题。
[关键词]工程机械；焊接结构；工艺1.工程机械焊接结构件的特点工程机械的焊接结构件主要有车架类结构件、转台类结构件及臂架类结构件。
随着工程机械行业竞争的日益激烈，大型化、专业化及智能化成为目前工程机械的主要发展方向。
这就对工程机械焊接结构件提出了更高的要求，呈现出复杂多样的焊接特点，主要表现在以下几个方面：1.1大尺寸、厚板焊接焊缝多为提高大型工程机械设备的刚性及使用性能，工程机械行业中大尺寸、厚板焊接焊缝较多（如起重机单件板长已达15m、最大板厚达80～100mm），这对焊缝成形质量及效率提出了更高的要求。
1.2薄板、高强度焊接结构件增加高强度钢材的不断应用为减轻工程机械自身的重量、提高设备性能作出了重要贡献。
工程机械的焊接结构件中对薄板、高强度焊接结构件的焊接要求逐渐增加（如起重机上应用的板材屈服强度已达1300mpa，未来还会用到1400mpa甚至更高强度要求的材料）。
这些材料的焊接性变得越来越差，对焊接工艺、焊接操作人员技能、焊接设备可靠性都提出了更高要求。
1.3焊缝结构形式多样由于工程机械设备多为重载设备，对焊缝的强度要求较高，如平面i型对接焊缝、对称双边坡口焊缝、t形焊缝及单边坡口焊缝等。
1.4双边焊接需要工件变位为提高焊缝的焊接强度，多数关键焊缝采用双边焊接形式提高焊缝的强度。
为确保焊缝品质、控制焊接变形，焊接工艺过程要求工件频繁翻转变位。
1.5桁架类焊缝焊接复杂桁架结构是工程机械行业一种重要的臂架类结构，焊缝多、位置和形状复杂。
挖掘机结构件焊接工艺及变形研究
挖掘机结构件焊接工艺及变形研究摘要挖掘机的车架及工作装置结构复杂、轮廓尺寸大，它的制造精度和可靠性对整机的性能发挥，使用寿命及可靠性影响很大。
本课题目的是通过研究大型结构件的焊接制造技术的几个主要方面从而找到提高公司结构件制造水平的方法。
结构件的预处理方面，通过对国内外各预处理方法的优缺点的比较，选择适合公司现实的预处理方法；在结构件的焊接外观质量方面，针对现状，搞清症结，提出提高质量的技术方法；在焊接内部质量方面，焊接缺陷对结构疲劳性能的影描述是工程中常遇到的模糊不确定问题之一，探讨用模糊集理论来处理；焊接变形在施工中极易发生，而且危害性大，如何防止和矫正焊接变形总结出一些行之有效的方法和措施，介绍了数值模拟技术在焊接变形预测中的应用；在焊接变位器的使用方面，分析挖掘机结构件的结构特点，结合国内外挖掘机生产厂家的生产实际状况，研究变位器械对接构件的适应性:文章最后探讨了挖掘机拼焊工装的设计方法和基本原则。
关键词：1，挖掘机2，焊接3，结构件Welding Process and Deformation of ExcavatorStructureABSTRACTExcavator frame and device structure is complex, the outline of large size, its manufacturing accuracy and reliability of the performance of the machine to play, life and reliability impact.The purpose of this project is to find several key aspects of welding manufacturing technology of large-scale structure of the corporate structure and manufacturing standards.Pretreatment of the structure, through the comparison of the advantages and disadvantages of various pretreatment methods of the domestic and foreign, for the company's reality pretreatment; appearance in the structure of the welding quality for the status , and sorting out the crux of the problem, proposed to increase the quality techniques; in the welding of the internal quality welding defects described the impact of structural fatigue performance is one of the uncertain fuzzy problems encountered by the project often to explore the fuzzy set theory to deal with; welding deformation occurs easily in the construction and hazards large, how to prevent and correct welding deformation summarize some of the effective methods and measures to introduce the numerical simulation technology in welding deformation prediction; welding positioner's use, analysis of the structural characteristics of the excavator structure production of the actual situation, combined with the excavator manufacturers at home and abroad, to study the adaptability of the deflection device docking component:Finally, discusses the the excavator tailor welded tooling design methods and basic principles.KEY WORDS: 1，Excavator 2，Welding3，Structure目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1 挖掘机发展简介 (2)1.1.1 挖掘机介绍 (2)1.1.2 挖掘机构成及分类 (2)1.1.3国内挖掘机发展概况 (2)1.1.4国外挖掘机发展概况 (3)1.2挖掘机结构件焊接目前存在的问题 (4)1.3解决方法及本课题主要内容 (5)第2章焊接前预处理方法 (6)2.1 焊前预处理目的 (6)2.2 预处理分类及比较 (6)2.3 工程机械结构件预处理特点 (8)2.4 预处理表面清洁度的标准 (8)2.5 工程机械采用预处理的现状与趋向 (8)第3章结构件焊接工艺规范 (10)3.1 焊接材料与方法 (10)3.3 焊接前预热 (11)3.4 焊接过程 (12)第4章焊接缺陷与质量检验 (16)4.1结构件常见的焊接缺陷及焊缝质量要求 (16)4.1.2结构件焊缝质量要求 (16)4.2焊缝检验方法 (18)第5章挖掘机焊接变为机械的应用 (20)5.1 焊接变位机的基本概念 (20)5.2 对焊接变位机的选型要求 (20)5.3几种常用焊接变位机 (21)5.4焊接变位机在工程机械中的应用现状和发展趋势 (22)第6章结构件焊接变形分析 (24)6.1焊接变形的主要形式、产生的原因及危害 (24)6.1.1焊接变形的主要形式 (24)6.1.2焊接变形产生原因 (24)6.1.3焊接变形的危害 (24)6.2焊接变形控制措施 (25)6.2.1反变形法 (25)6.2.2背靠背刚性固定法 (26)6.2.3制定合理的焊接方法 (26)6.2.4焊后矫正措施 (27)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)外文资料翻译 ................................................... 错误！未定义书签。
挖掘机关键结构件焊接技术现状及发展趋势分析
250中国航班建设与发展Construction and DevelopmentCHINA FLIGHTS挖掘机关键结构件焊接技术现状及发展趋势分析张富国|山重建机有限公司摘要：本文主要从三大方面来分析挖掘机关键结构件焊接技术的应用现状，不仅对具体焊接设备的应用特点进行了详细的阐述，而且还总结了焊接技术的应用标准，并结合焊接技术的发展趋势，提出一些相应的意见和建议，以便相关人士参考。
关键词：挖掘机关键结构件；焊接技术现如今，挖掘机已成为工程项目建设中不可缺少的关键机械设备，其运行的稳定性与安全性都与关键构件的焊接质量有着很大的关系。
因此，要想确保项目工程的顺利开展，就要对挖掘机关键结构件的焊接技术进行全面的强化，使其能够达到相应的技术标准，并提高相关操作人员的专业化水平，这样才能保障挖掘机关键构件的焊接质量，提升挖掘机的应用性能。
1 焊接技术的应用现状1.1 焊接设备的应用现状1.1.1 电焊机现如今，气体保护焊是挖掘机关键结构件焊接过程中采用的常见技术之一，在构件中厚板长直焊缝和环焊缝中，都会采用该技术进行埋弧焊处理，另外，还要采用逆变气保焊机来对焊接参数进行合理控制。
因此，为了保证焊接参数的控制质量，提升气体保护焊的节能性，就要积极采用数字化逆变焊机来提升关键构件的焊接精度和焊接可靠性，因为该焊机设备能够实现数据的联网传输，并且具有较强的在线升级技术，能够为挖掘机构件焊接技术的信息化管理创造良好的条件，进而更好的提高挖掘机的运行性能。
1.1.2 组焊工装及焊接变位机组焊工装与焊接变位机都是挖掘机关键结构件焊接技术中，最为常见且重要的焊接设备，其中，阻焊工装机能够通过较强的定位装置功能对构件的焊接位置进行精准定位，而焊接变位机则可利用自身所具有的变位功能对不同工件的不同焊缝位置有效的保持在同一水平线上。
但是目前，组焊工装与焊接变位机的应用效果却并未达到预期标准，究其原因，主要是因为相关焊接装备厂对产品设计制造要求理解的不充分，再加上缺少统一的设计与制造标准所致，这在一定程度上就会给挖掘机设备的发展和应用造成很大的影响。
液压挖掘机工作装置性能分析及拓扑优化
第35卷第6期滨州学院学报2019年12月Vol.35,No.6Journal of Binzhou University Dec.,2019液压挖掘机工作装置性能分析及拓扑优化郑祥，陈宇，陈亚，从爽，丁文海(巢湖学院机械工程学院，安徽巢湖238000)摘要：工作装置是液压挖掘机中最重要组成部分，其性能直接决定整个挖掘机的性能。
利用Pro/E软件建立工作装置的三维模型，并将模型导入ANSYS软件，对危险工况下工作装置中的动臂及斗杆进行静力分析，求解出危险截面最大应力及最大应变，以有限元分析结果为依据对动臂及斗杆进行拓扑优化，并对优化后的动臂和斗杆进行静力分析及模态分析。
结果表明改进后的动臂和斗杆结构正确并有效，在静强度和刚度及动力特性方面得到提高。
关键词：液压挖掘机工作装置；静力分析;模态分析；拓扑优化中图分类号：TU621文献标识码：A DOI：10.13486/ki.1673-2618.2019.06.013我国的工程机械业正处在飞速发展阶段，受益于整个行业生产技术水平的不断提高以及市场需求的不断扩大,工程机械业在国内和国际市场上发展形势良好。
液压挖掘机械是工程机械的一种主要模式，而液压挖掘机作为最重要的挖掘机械，被广泛运用于房屋建设、桥梁工程、采矿工程、交通运输以及一些其他工程领域。
液压挖掘机工作时，各机构频繁启动、回转、伸臂且进行复杂的复合运动,使液压挖掘机工作装置承受强烈的冲击和振动，这对于挖掘机工作装置的强度、刚度及振动稳定性提出了更高的要求。
本文以挖掘机工作装置为研究对象，对危险工况下工作装置中的动臂进行受力分析，并利用Pro/E 建立三维模型，导入ANSYS软件进行静力分析。
根据静力分析的结果，对工作装置中的动臂及斗杆进行结构优化，并对优化后的动臂和斗杆进行静力分析及模态分析。
1液压挖掘机工作装置静力分析以国产机型为研究原型,动臂的液压缸收缩时，斗杆液压缸作用力最大，铲斗、斗杆的较接处和铲斗的齿尖以及动臂、斗杆的较接处，三个位置在同一条直线上，取此状态为分析工况动臂的重力为^=28.598kN,斗杆的重力为G?=&418kN,铲斗的重力G=3.7kN。
挖斗可偏转挖掘机工作装置结构设计与分析
挖斗可偏转挖掘机工作装置结构设计与分析液压挖掘机是目前工程上进行土方挖掘工作最主要的机械之一，在国内外众多工程领域广泛应用。
传统的液压挖掘机主要由动臂、斗杆以及挖斗分别在相应油缸驱动下作同一平面内的前后挖掘工作，若完成前后左右“十”字交叉轨迹的特殊挖掘任务，需要较大工作空间。
随着基础建设地域和领域的不断拓宽，适应狭小空间并能完成多方位挖掘任务的挖掘机工作装置显得尤为重要。
通过对挖掘机驾驶人员的实际调查得知，在基座固定不转动的情况下实现挖斗前后和左右多方位挖掘作业的工作装置，将有利于在较小的工作空间内完成复杂的挖掘工作。
标签：挖斗可偏转挖掘机；摆动油缸；结构设计针对上述问题，本文提出一种在斗杆上设置偏转油缸，由偏转油缸带动挖斗实现左右90°转动的改进方法，并针对挖斗可偏转挖掘机，设计了一种新型的偏转油缸。
随后分析计算偏转油缸在挖掘过程中的受力情况，并将计算结果应用到偏转油缸的静力学仿真分析中，分析偏转油缸的应力与应变，最后通过判断机构设计与零件选材是否满足要求来验证所设计的挖斗可偏转挖掘机能否实现预定的挖掘工作。
1挖斗可偏转挖掘机工作装置的结构设计1.1总体工作装置的设计为提高挖掘机挖斗的灵活性，减小其工作所需的空间范围，使挖斗能在机身和动臂保持不动的情况下发生转动，挖斗需要一个转动的动力输入源，本文采用偏转油缸为挖斗提供转动。
偏转油缸设置在斗杆的顶部，斗杆的顶部通过连接块与偏转油缸底部的输出轴相连，偏转油缸的顶部通过连接架与斗杆油缸铰接，偏转油缸整体铰接在动臂的最前端。
工作时，偏转油缸作为斗杆的一部分参与挖掘工作，又可为挖斗提供回转动力，使挖斗实现“十”字挖掘工作。
1.2偏转油缸的结构设计本文中所设计的偏转油缸下接斗杆上接动臂，在工作过程中不仅要提供挖斗的转动动力，还要承受较大的冲击力。
偏转油缸的具体结构如图1所示，偏转油缸第一端盖和第二端盖分别位于两端，第一端盖和第二端盖之间设置有缸筒和转动轴，缸筒与第一端盖和第二端盖固定连接，转动轴通过推力轴承连接在第一端盖和第二端盖上，缸筒和转动轴之间设置有滑动套，滑动套两端分别设置有活塞，活塞通过密封圈密封，活塞与滑动套固定连接，拨动销的一端固定在滑动套上，另一端放置在转动轴的螺旋凹槽内，并与转动轴的螺旋凹槽滑动接触，左右两个活塞、分别与端盖和端盖以及缸筒与转动轴之间形成左右两个密闭油腔，左右两个油腔上分别设置有进出油口K1、K2，活塞带动滑动套在缸筒内沿导向杆来回移动，导向杆设置在第一端盖和第二端盖之间，并与两端盖固定连接。
提高工程机械焊接结构工艺质量的措施探讨
提高工程机械焊接结构工艺质量的措施探讨工程机械是现代生产和建设必不可少的重要工具，有效的焊接结构工艺可以将其使用寿命和安全性大大提高。
然而，目前在工程机械焊接结构中存在很多问题，如焊缝质量不理想、开裂、变形等，影响了焊接结构的使用寿命和工作效率。
因此，如何提高工程机械焊接结构的工艺质量是一个重要的问题。
一、提高操作人员的技能水平首先，提高操作人员的技能水平是提高工程机械焊接结构工艺质量的重要措施之一。
操作人员应该具备较好的理论知识和实际操作经验，熟悉各种焊接材料和设备，掌握各种焊接技术，尤其是在焊接过程中注重细节问题，认真对待每一个焊缝的质量控制，做到焊接结构的用量合理、尺寸精确、表面要求高。
二、强化质量管理其次，强化质量管理是提高工程机械焊接结构工艺质量的重要措施。
质量管理部门应建立严格的质量管理制度，并对操作人员进行培训，加强对各个环节的监督和管理，严格执行各个环节的操作规程，防止出现差错。
同时，建立完善的质量检测体系，对焊接结构的各个环节实行全程检查，确保不合格的焊缝及时发现、处理和纠正。
三、引进先进技术和设备再次，引进先进技术和设备是提高工程机械焊接结构工艺质量的重要措施。
随着科技的不断进步，新的焊接技术和设备不断涌现，如激光焊接、数控焊接、人工智能焊接等，这些新技术和设备在焊接工艺和质量方面都有很大的提升，广泛应用可以有效提高工程机械焊接结构的质量。
四、改进材料的质量最后，改进材料的质量也是提高工程机械焊接结构工艺质量的重要措施。
焊接结构中的材料质量对焊缝质量和使用寿命有很大的影响，因此，应用高质量的焊接材料可以有效提高焊接结构的耐久性和使用寿命。
综上所述，为提高工程机械焊接结构工艺质量，需要提高操作人员的技能水平、强化质量管理、引进先进技术和设备、改进材料质量等措施。
我们应该不断加强研究和实践，推广总结经验，促进新技术和新材料的应用，进一步提高工程机械的质量和安全性，为现代生产和建设做出更大贡献。
防变形措施在挖掘机结构件焊接中的应用
防变形措施在挖掘机结构件焊接中的应用焊接技术是挖掘机生产过程中的重要制造技术，在提高生产效率、改善产品质量和降低成本等方面具有重要作用，焊接还广泛应用于挖掘机维修及再制造，能够在挖掘机全寿命周期创造价值。
部分企业曾因未掌握挖掘机可靠性焊接技术，关键结构件断裂率较高，动臂、斗杆多在工作1100~2700h开裂，断裂率甚至高达12%，制约了企业的发展，并影响了企业的形象。
近些年，国内各挖掘机结构件生产商着手进行关键结构件可靠性制造技术攻关，经过多年的试验研究，焊接技术水平获得较大提升，焊缝开裂等故障显著下降。
1挖掘机结构件焊接变形分析1.1挖掘机左右辅助平台结构及变形分析挖掘机主要结构件由工作装置、上车架和下车架等组成，其中上车架由中部平台及左右两侧辅助平台结构件组成，左辅助平台主要用来安装驾驶室与散热器；右辅助平台主要用来安装燃油箱、液压油箱以及工具箱等。
辅助平台为薄板非封闭框架式结构，绝大多数零件板厚为PL3.2～12mm，焊接过程中极易产生变形。
经样件焊接分析，辅助平台结构件发生变形类型主要为收缩变形和扭曲变形。
收缩变形主要发生在两侧板间上部，当两侧板周围进行焊缝焊接时，焊缝由液态转化为固态，这个过程中焊缝体积逐渐缩小，焊接件不断产生焊接应力，造成焊接件外形尺寸逐渐减小，即收缩变形，变形量约为6mm；扭曲变形主要发生在边梁上，边梁长度约为4000mm、最薄板厚为5mm，为减少热输入，通常设计为断续焊，但在焊接处，因受焊接应力影响，容易发生扭曲变形，即没有焊缝位置发生鼓包。
1.2挖掘机动臂焊缝失效形式及原因分析小型挖掘机动臂主要失效形式为中部弯曲部位焊缝开裂，主要现象为动臂中部侧板间对接焊缝开裂；中部侧板与中部封板的角接焊缝开裂。
其主要缺陷为对接焊缝开裂处主要缺陷为根部未焊透；角接焊缝处主要缺陷为H气孔和根部未焊透。
对接焊缝开裂产生原因有：侧板由于下料过程的误差和焊接时的收缩变形，使得侧板对接间隙过大，根部无法熔合；垫板平整度不合格，使得焊接作业时垫板未能贴合；此焊缝为Y型焊缝，焊接参数选择不合理导致根部未熔合。
焊接结构设计合理性分析
(3) 焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置 对于受力较大、结构较复杂的焊接构件，在最大应力断面
和应力集中位置不应该布置焊缝。
大跨度的焊接钢梁：板坯的拼料焊缝应避免放在梁的中间， 如图4—40中a应改为d的状态。
压力容器的封头应有一直壁段：如图4-40中b应改为e状态， 使焊缝避开应力集中的转角位置。直壁段不小于25 mm。
❖ 焊缝位置对称于x－x轴和y－y轴，焊后变形较 小，容易防止。
❖ 三条角焊缝在空间相交，在交点处会产生三轴 应力，塑性降低，可焊到性差，严重的应力集 中。
❖ 法兰盘备料方案比较
❖ 锯齿合成梁
❖ 等强度的长Βιβλιοθήκη 角焊缝❖ 箱形结构❖ 重要的接头应采用开坡口的焊缝，防止因未焊 透而产生应力集中。将角接和T形接头转化为 对接接头。
❖ 焊缝在x－x轴一侧，焊后最容易产生弯曲变形
焊缝的位置应尽可能对称布置
如图4-39a、b所示的焊件，焊缝位置偏离截面中心，并在 同一侧。由于焊缝的收缩，会造成较大的弯曲变形。图中 c、 d、e所示的焊缝位置对称，焊后不会发生明显的变形。
在构件截面有急剧变化的位置或尖锐棱角部位：则易产生 应力集中，应避免布置焊缝。例如图4-40中c应改为f的状态。
2、从减小焊接应力与变形的角度分析结构 的合理性
（1）尽可能减少结构上的焊缝数量和焊缝的填 充金属量。
（2）尽可能选用对称的构件截面和焊缝位置。 （3）尽可能减小焊缝截面尺寸。 （4）采用合理的装配焊接顺序。 （5）尽量避免各条焊缝相交。
为验证所拟订的焊件的焊接工艺的正 确性而进行的试验过程及对试验结果的评 价，称为焊接工艺评定。
改变焊接工艺参数、焊接方法及首次 列入工艺规程的重要焊缝的焊接工艺参数， 必须先经焊接工艺评定。
挖掘机铲斗连接构件焊接变形的分析与处理
挖掘机铲斗连接构件焊接变形的分析与处理摘要：在挖掘机铲斗的连接构件起到连接机械臂与挖斗的作用。
连接构件的质量直接关系到整个挖斗的质量。
连接构件的焊接变形是连接构件制作过程中最大的问题，而连接构件采用的板材较厚，精度要求高，这给实际矫正操作提出了新的难度和挑战。
关键词：厚板焊接变形矫正一、问题的提出铲斗构件在焊接过程中经历不均匀的加热和冷却后易造成宏观塑性变形。
焊接变形不仅影响结构尺寸和安装精度，而且变形大时会显著降低结构的承载能力。
尽管在焊接过程中采取优化焊接顺序，加装工艺撑，调节焊接电流等防控措施但焊接变形不可避免。
二、板材分析及工艺方案的初步确定1.以R215为例，连接构件采用25mm厚的Q345B钢材，通常该种材料的可焊性、力学性能及塑性都较为出色。
其化学成分见下表（1），力学性能见表（2）。
表（1） Q345B化学成分列表（%）表（2） Q345B力学性能列表根据对以上表格中的数据的分析，我们制定了一系列的工艺来控制焊接变形如调整焊接顺序，加装工艺撑，反变形等。
并对此进行试验对比，采取最佳方案。
试验效果见表（3）表（3）工艺方案效果对照表通过表（3）我们可以清楚地看到调整焊接顺序（焊接顺序为1-2-3）并加装工艺撑是最佳的方案。
但是我们发现即使调整焊接顺序并加装工艺撑后，板材仍存在变形情况，对此我们决定通过矫正的方法来调整。
三、工艺方案的分析与确定1.焊接变形造成连接构件的刚度、强度、装配精度受到影响，也降低了连接构件的稳定性和承载能力。
因此，要对不符合技术要求的变形进行矫正。
经常使用的矫正方法有三种，热矫正、冷矫正和两者的综合应用。
2.钢材的矫正原理由于连接构件板材板厚较大且板材刚度较高，我们先采用火焰矫正法来进行矫正。
对于当前冷作工工艺而言，工艺生产过程中金属结构局部变形的出现时影响工艺质量及水平的重要影响，并且也是冷作工工艺生产中常见的一种现象。
火焰矫正是当前消除冷作工工艺中变形的有效办法，利用该方法能够使金属结构零件质量得到有效保障，并且可以使冷作工工艺水平的到有效提高。
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挖掘机工作装置结构件焊接设计的合理性分析及改进
作者：刘一鸣
来源：《科学与财富》2020年第16期
摘要：当今社会不断发展，各种机械设备的使用给生产实践活动带来了众多便利，能够提高工作效率，降低施工成本。
挖掘机是建筑施工中不可或缺的机械设备，随着工程建筑的不断发展，也得到了广泛应用。
其中挖掘机工作装置结构件焊接设计对其性能构成了很大的影响，本文将对其展开分析并提出一些改进策略。
关键词：挖掘机;工作装置;结构件焊接设计
液压挖掘机在工作中需要依靠工作装置的使用来完成对动臂的操作，工作装置中主要由动臂、斗杆以及铲斗组成。
由于挖掘机面临的工作环境比较恶劣，有时候会因为出现外力过大导致构件上出现裂纹或者是形变等现象，造成疲劳破坏。
这种现象主要发生在挖掘机焊接件初期破坏中，通过对焊接结构细节进行科学设计能够有效地改善这种情况，保障挖掘机能够顺利工作。
一、结构件设计应具有工艺合理性
1.1 ;选用最优的接头型式
当前很多挖掘机焊接结构在设计时主要使用T形接头，并且在实际焊接过程中，结构设计人员没有进行强度分析计算，而是所有的焊接工作都是采用“等强设计原则”，这种工作方式能够减小工作量，提高作业效率。
但是却具备着一定的不合理性，一旦出现焊脚高度过大的情况，并不能够有效地提升结构强度，由于焊接过程中出现的过大热应力，导致结构件的承载能力大大降低，影响到了焊接结构的性能。
并且角焊缝的数量应该要进行精确计算，一般为承载断面的平方值，才能够发挥效果，很多实际焊接过程中出现的过大角焊缝就是不合理的情况。
除了T型接头之外，还有角接头以及十字接头等形式，这几种不同的接头都有着特定的规范，不能够将T型接头的规范套用到其他接头中去。
考虑到焊接接头的实际情况，可以采用坡口型式。
当然，在实际选择过程中首先需要根据熔敷量和坡口加工的难易度，熔敷量过多就会造成生产成本增加，并且还对焊接残余应力构成较大的影响。
然后在这两项因素的考虑基础上再对单面焊缝角变形量、根部裂纹等进行考量。
在对两块厚度不同的钢板进行焊接时，会使用垫板进行辅助焊接，此时使用V形坡口焊能够具备简单易行的特点。
假如这两块钢板的厚度值相差太大，就会造成对焊缝两侧金属的热影响，使得其性能发生变化，造成应力突变的情况。
针对这种情况，可以通过削薄厚板的方式，
能够有效的减小焊接过程中热影响造成板材性能结构损坏的情况。
液态挖掘机再工作中面对的荷载实时在发生变化，为了克服应力突变造成的影响，可以适当削薄厚板的长度，能够有效提高结构强度。
目前挖掘机的所有工作装置中的对接焊缝接头都已经采用了这种方式进行处理，发挥出了优秀的性能特征。
1.2 ;合理布置焊缝
焊缝的布置应该要经过科学分析之后才能够确定，根据实际经验，一般将焊缝布置在非应力薄弱和集中处，能够有效地降低焊缝可能带来的危害。
在对挖掘机铲斗前端的弧形板进行焊接时，往往都会通过增加筋板来提高局部的强度。
在进行筋板设置时，需要对结构进行科学的应力分析，如果筋板设置不合理，不仅不能够提高结构强度，还会造成对结构的应力负担，很有可能出现疲劳裂纹。
一般来说，弧形板的折弯区属于应力薄弱区域，因此焊接位置应该尽力避免该区域。
挖掘机动臂背部的管夹底座出现崩裂和动臂箱体开裂是比较常见的故障，影响到了挖掘机应用。
从根源上分析这两类问题，可以对动臂盖板的管夹座进行分析，并适当对焊接工艺进行改进。
小焊接件往往在挖掘机工作中属于辅助型受力结构件，因此就可以适当根据实际应用环境对其结构进行简化，并减少焊接量。
可以考虑管夹座直接焊在动臂背板上，这样就不再需要底板发挥作用，可以直接进行取消，这种方式不仅能够保持一定的强度要求，还能够极大地简化结构。
在进行动臂设计时，需要将焊缝位置尽量避免出现在应力集中区域。
通过对于小焊接件焊缝的位置优化，能够有效的减小焊接缺陷对动臂造成的危害。
此外，还需要尽量将焊缝设计与钢板的轧制方向尽可能保持一致，能够有效的提高焊接的质量，提供更加可靠的结构强度。
1.3 ;巧妙运用联系焊缝和加强板
在对挖掘机工件进行拼接时，需要注意好对联系焊缝的应用。
联系焊缝能够提高可靠性，保障工件的质量，并且工艺比较简单。
加强版的应用比较广泛，正如其名，能够有效的提高工件的强度，使得局部性能和整体性能都得到加强。
但是在实际应用中可以发现，加强板只有在工件的刚性部位才能够发挥加强作用。
如果对加强板的使用方式不正确，不仅不会达到预期的加强作用，还会造成工件材料的浪费，出现变形现象。
一般挖掘机的工作装置铰接孔处的应力一般都比较大，这与实际工作环境有关，并且其受力比较复杂。
斗杆强度是必须要重视的一个方面，需要在其底部做好加强板的装设，能够有效地提供支撑作用。
但是很多实际情况中，由于焊接时出现的应力，导致斗杆的支撑强度降低，逐渐就会在焊缝处出现裂纹，造成斗杆开裂的现象，解决这种现象的方式就是去除加强板，经过实践检验，这样能够达到更高的结构强度。
二、規范化的焊接工艺
如果在焊接的过程中出现电流不稳定等情况，就会造成很多焊接质量问题，这是因为母材的温度不能够按照预期那样进行上升，就有可能导致母材和熔敷金属熔合不良，导致焊接结构
不稳定，性能不达标。
因此在焊接中的起弧和收弧过程中，需要严格按照规范的工艺流程来进行，做好精细化焊接。
当在距焊缝端部还有10-20毫米时，就可以进行引弧操作，确认不断弧返回端部，接下来就可以从正常的方向开始进行焊接操作。
为了确保焊接的质量，在完成焊接工作之后，需要对焊点进行严格检查，一般使用超声波和射线进行该过程能够十分精确的得到检查的结果。
需要注意的是，要避免在应力角和拐角部位进行起弧操作和收弧操作，避免出现不利情况导致工件结构受损。
要做好加强筋板的应用，一般在动臂等受力较大的工件结构中必须要使用加强筋板来提高工件的结构性能，对其进行焊接处理时也应该严格按照相关规定来进行，确保其结构强度得到提升。
经过越来越多的实践操作，已经能够确定比较合理的焊接流程，因此在对挖掘机工作装置结构件进行焊接时，需要按照焊接顺序来进行。
对于子部件，应该要设计好单独的焊装夹具，然后分别进行焊接操作，对于阻焊工作，需要首先进行固定焊，然后再进行分散焊，采取的方式是从中间开始沿着四周进行发散进行交替焊接。
为了避免出现热量过于集中影响工件性能的情况，需要保持先纵焊缝，然后再横焊缝的焊接顺序，能够发挥极佳的作用。
内筋板的使用应该根据受力分析之后再进行选用，使之能够形成一个具备较强刚体的箱体结构。
完成所有的焊接以及加固工作之后，需要严格进行检查和试验工作，模拟挖掘机真实面临的场景进行性能测试，确保能够满足复杂施工环境的需求。
三、结语
挖掘机工作装置结构件焊接是一项比较复杂的工作，其性能好坏直接影响到挖掘机在面对多种工况环境的性能，因此就需要对各个工件结构进行研究。
本文通过对焊接残余应力、焊后变形以及裂纹等不利现象进行了说明，并相应的提出了进行结构设计改进和工艺规范的策略，并对关键部位的细节设计进行了详细论述，经过实践证明，本文所提出的改进方式能够较好的提高工作装置的焊接质量，提高挖掘机的整体工作效果。
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